Energy Observer: o barco que retira hidrogênio da água do mar para funcionar

Poucos barcos tiveram uma história tão rica e variada nos últimos 40 anos como este, agora conhecido como Energy Observer.

A proa fina do Formule TAG, agora Energy Observer, continua sendo a característica de identificação deste famoso corredor oceânico, mas muito mais mudou durante as muitas vidas do barco.

Em 1983, o Formule TAG de 80 pés foi lançado como parte de uma nova geração revolucionária de multicascos projetados para corridas oceânicas e recordes. Na época, era o maior catamarã de corrida oceânica de seu tipo, construído com tecnologia aeroespacial. No ano seguinte, bateu o recorde de 24 horas, cobrindo 512,5 milhas.

Em 1993, foi comprado por Peter Blake e Robin Knox-Johnston para uma tentativa de Júlio Verne, voando um balão decorado com maçãs vermelhas e verdes brilhantes sob o nome ENZA (Eat New Zealand Apples). A segunda tentativa, em 1994, foi bem-sucedida e o barco bateu o recorde mundial de tripulantes de 74 dias.

Em seguida, tornou-se Royal & SunAlliance, comandada por Tracy Edwards. Embora o Troféu Júlio Verne tenha se mostrado evasivo, Edwards e sua equipe quebraram sete recordes mundiais.

Então Tony Bullimore assumiu, estendendo os cascos para 100 pés e correndo como Team Legato na corrida de volta ao mundo organizada por Bruno Peyron para comemorar o ano 2000: The Race.

Em 2010, ao largo do Cabo Finistère, virou em 15 nós de vento. Muitos pensavam que o barco nunca se recuperaria de tal acidente: velho demais para correr, danificado demais para ser consertado.

Um novo propósito

No entanto, o empresário francês Victorien Erussard, que navegou de tudo, desde Hobie cats e Fórmula 18 até competir na Route du Rhum e na Transat Jacques Vabre, teve uma ideia diferente.

Seu objetivo era construir o primeiro navio 100% autossuficiente em energia. O chassi de um antigo catamarã de corrida oceânica seria a plataforma ideal, e a “reciclagem” de um barco existente se encaixaria perfeitamente nas ambições do projeto.

Desde que o Energy Observer foi lançado em 2012, o projeto está em constante evolução e, até agora, cobriu mais de 30.000 milhas.

A equipe do Energy Observer acredita que, para ser viável como um barco verdadeiramente de emissão zero, capaz de navegar do Círculo Polar Ártico até o equador, o navio requer uma combinação de fontes de energia. Ter uma diversidade de fontes melhora a “confiabilidade, desempenho e segurança”, observa Louis-Noël Viviès, gerente geral do projeto.

A propulsão principal a bordo é fornecida por dois motores elétricos de 45kW. Eles são de tamanho generoso e não são usados ​​em sua capacidade máxima, portanto, oferecem alta eficiência. Optar por um único banco de baterias capaz de alimentá-los por um longo período de tempo sem recarregar teria enviado o projeto para uma espiral descendente em termos de peso. Em vez disso, o Energy Observer possui dois bancos de baterias menores, com um total combinado de 100kW, o que também é mais seguro.

Esta solução híbrida ainda pesa 1,4 toneladas. No futuro, com baterias mais leves sendo desenvolvidas atualmente, esse peso deve ser reduzido pela metade para a mesma capacidade.

As baterias funcionam como um amortecedor entre os motores e as quatro diferentes fontes de energia necessárias para garantir um fornecimento de energia 24 horas por dia, 7 dias por semana. O mais inovador deles é, sem dúvida, o hidrogênio.

A bateria foi desenvolvida pela parceira do projeto, a Toyota, a partir da usada em seu carro movido a hidrogênio, o Mirai. “Ele fornece 10 vezes mais energia para o mesmo peso do que as outras baterias a bordo”, diz Viviès. São duas baterias de hidrogênio, uma em cada casco, com potência de pico de 80kVA.

Embora agora custem três vezes menos do que as baterias de primeira geração instaladas originalmente, as baterias de hidrogênio ainda custam o dobro do preço de um gerador da mesma potência. Por outro lado, são garantidos por 80.000 horas, livres de manutenção e sem custos de combustível associados, já que o Energy Observer fabrica (via dessalinização, purificação e eletrólise) e armazena em oito tanques de 64 kg seu próprio hidrogênio da água do mar.

A eficiência da bateria é 2,5 vezes maior que a do diesel, considerando a energia necessária para extraí-la, refiná-la e transportá-la até a bomba. A bateria também gera 50% do calor usado a bordo, para que a tripulação nunca falte água quente e possa desfrutar de um interior aconchegante e aconchegante durante a viagem do barco para o norte até Spitsbergen.

A terceira fonte de energia são os painéis solares, que cobrem 202m² de superfície e produzem uma potência acumulada de 35kW. Os painéis solares usam várias tecnologias dependendo de sua localização no deck ou superestutura.

Alguns são de dupla face para capturar os raios refletidos pela superfície da água. Em outros lugares, eles são cobertos com um polímero antiderrapante que melhora o desempenho quando o sol não está no auge.

A energia eólica é uma área que foi bastante modificada desde o lançamento do Energy Observer. Depois de experimentar turbinas eólicas verticais e uma asa de tração, o catamarã agora carrega dois Oceanwings, que são asas rígidas de 32m² desenvolvidas pela VPLP e inspiradas em seus aprendizados da Copa América.

O Oceanwings foi desenvolvido com o objetivo final de tornar o transporte marítimo menos poluente, e o Energy Observer é uma plataforma de experimentação ideal para desenvolver o sistema.

Quase duas vezes mais eficiente que as velas tradicionais, as asas podem ser usadas para aumentar a velocidade ou reduzir o consumo de energia como complemento aos motores elétricos. As asas também permitem que o Energy Observer utilize sua quarta fonte de produção elétrica, a hidrogeração a partir das hélices quando o vento é favorável.

Adaptar e refinar

A plataforma básica do casco Formule TAG era leve, com apenas 15 toneladas. Embora o catamarã não carregue mais seu equipamento original, as baterias adicionais, motores etc aumentaram o deslocamento final para 30 toneladas. Foi, portanto, necessário aumentar a flutuabilidade dos cascos, conseguida por enxertia numa segunda pele, acrescentando volume abaixo da linha d’água.

Além de adaptar todas essas tecnologias emergentes ao ambiente marinho corrosivo, a experiência da equipe do Energy Observer está no gerenciamento preciso dessas diferentes energias, otimizando as eficiências.

Isso vai desde a seleção do modo de propulsão ou produção elétrica mais eficiente em um determinado momento, até o ajuste fino das asas ou do passo das hélices.

Com toda inovação, muitas vezes há um grande salto da teoria para a prática, mas o projeto está criando os dados para provar os conceitos.

O Energy Observer percorre os oceanos do mundo desde 2017. Em março de 2020, partiu em sua viagem mais recente, que terá as Olimpíadas de Tóquio e a Dubai World Expo em 2021, antes de retornar a Paris para as Olimpíadas de 2024.

Ao longo das 2.134 milhas percorridas até agora na viagem atual, tem velocidades médias de 6,34 nós, com 83% da energia produzida usada para propulsão ou navegação, e apenas 17% usada para os sistemas domésticos utilizados pela tripulação de cinco a bordo.

Nos últimos oito meses, a energia solar foi responsável por 56% da produção a bordo, o hidrogênio por 7% e a Oceanwings por 37% do consumo equivalente dos motores economizados.

A hidrogeração tem sido pouco utilizada nas latitudes intertropicais, mas espera-se que seja mais utilizada nas regiões mais ventosas.

Especificações do Observador de Energia:
Comprimento: 30,50 m 100 pés 0 pol
Feixe: 12,80 m 42 pés 0 pol
Calado: 2,10 m 6 pés 11 pol
Deslocamento: 30 toneladas
Área da vela: 64m² 700ft²
Designer: Nigel Irens